資源簡(jiǎn)介

教學(xué)設(shè)計(jì)
課程基本信息
學(xué)科 生物 年級(jí) 高二年級(jí) 學(xué)期 秋季
課題 細(xì)胞生活的環(huán)境
教科書(shū) 書(shū) 名：生物學(xué)——選擇性必修一 出版社：人民教育出版社 出版日期：2020年5月
教學(xué)目標(biāo)
1.說(shuō)出內(nèi)環(huán)境的概念，分析人體內(nèi)環(huán)境物質(zhì)組成，理解組織液、血漿和淋巴三者之間的關(guān)系。 2.描述內(nèi)環(huán)境的溫度、滲透壓及酸堿度三個(gè)主要理化性質(zhì)。 3.理論聯(lián)系實(shí)際，嘗試構(gòu)建人體細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的模型。
教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)重點(diǎn)： 1.內(nèi)環(huán)境的組成及其之間的關(guān)系和內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì)。 2.內(nèi)環(huán)境是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介。 教學(xué)難點(diǎn)： 1.內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì) 2.內(nèi)環(huán)境是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介
教學(xué)過(guò)程
【導(dǎo)入】 2007年，俄羅斯的科研衛(wèi)星攜帶了許多生物升入太空，并將一種生命力超強(qiáng)的動(dòng)物—水熊蟲(chóng)直接暴露在太空環(huán)境中。返回裝置回到地球之后，科研人員檢查了水熊蟲(chóng)，發(fā)現(xiàn)大部分的水熊蟲(chóng)都“復(fù)活”了。 思考：為什么人類不能直接生活在太空中？ 水熊蟲(chóng)是人類迄今發(fā)現(xiàn)的唯一一種可以在真空和太陽(yáng)輻射雙重嚴(yán)酷條件下存活的動(dòng)物，為人類的太空探索給出了許多新的方向和希望。為什么人類不能直接在太空生存呢？這要從細(xì)胞生活的環(huán)境說(shuō)起。 內(nèi)環(huán)境的組成 【思考·討論1】 問(wèn)題1.這兩幅圖片所示的細(xì)胞分別生活在什么環(huán)境中？嘗試說(shuō)明它們生活環(huán)境的異同。 圖一是人體的血細(xì)胞，圖二是單細(xì)胞生物草履蟲(chóng)。血細(xì)胞生活在血漿中，草履蟲(chóng)直接生活在外界水環(huán)境中。這兩種環(huán)境的相同之處是他們都是都是液體環(huán)境，環(huán)境中含有大量的水。不同之處在于血細(xì)胞生活在血漿中，并不直接與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換，而草履蟲(chóng)生活在外界環(huán)境中，直接與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換。 問(wèn)題2. 若將圖1所示的細(xì)胞置于圖2所示細(xì)胞的生活環(huán)境中，會(huì)發(fā)生什么變化？ 根據(jù)必修一學(xué)習(xí)的知識(shí)，我們知道如果將血細(xì)胞置于草履蟲(chóng)生存的清水環(huán)境中，血細(xì)胞會(huì)吸水膨脹直至破裂。組成人體的絕大多數(shù)細(xì)胞都沒(méi)有直接與外界環(huán)境接觸，也不能直接與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換，他們需要生活在特殊的液體環(huán)境中。那么他們生活的環(huán)境是什么？ 【視頻播放】細(xì)胞生活的環(huán)境——細(xì)胞外液 人體內(nèi)含有大量以水為基礎(chǔ)的液體，這些液體統(tǒng)稱為體液。 內(nèi)環(huán)境是相對(duì)于生物體生活的外界環(huán)境而言的,它位于人體內(nèi)部，細(xì)胞外部，主要包括③組織液④血漿⑤淋巴液等組成。 【思考·討論2】 問(wèn)題1. 血漿、組織液、淋巴液之間有什么內(nèi)在聯(lián)系？請(qǐng)依據(jù)上圖繪制出能反應(yīng)三者聯(lián)系的模式圖（用文字和箭頭表示）。 【視頻播放】?jī)?nèi)環(huán)境各組分之間的物質(zhì)交換 問(wèn)題2. 為什么說(shuō)細(xì)胞外液是一個(gè)有機(jī)的整體？ 血漿和淋巴液雖然分布在人體不同部位但彼此保持緊密的動(dòng)態(tài)聯(lián)系，且基本化學(xué)成分相似，共同構(gòu)成人體細(xì)胞生活的內(nèi)環(huán)境，所以，全身的細(xì)胞外液是一個(gè)有機(jī)的整體。 【思考·討論3】 （1）血漿的組成成分 問(wèn)題1. 血漿中這么多物質(zhì)，你能將它們歸類嗎？ 我們可以將血漿的化學(xué)成分按照化合物的性質(zhì)分為無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，無(wú)機(jī)物包含了水、無(wú)機(jī)鹽、CO2等，有機(jī)物包含蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)，還有總膽紅素、尿素、肌酐、尿酸等。 我們也可以將血漿的化學(xué)組成更籠統(tǒng)的分為水、蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、和血漿運(yùn)輸?shù)臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。其實(shí)，除了表格中展示的化學(xué)物質(zhì)，血漿中還含有各種激素、維生素、氧氣等。 問(wèn)題2. 回憶所學(xué)知識(shí)，你能說(shuō)出其中哪些物質(zhì)在人體中的作用？ 葡萄糖是主要的能源物質(zhì) ，脂肪是細(xì)胞內(nèi)良好的儲(chǔ)能物質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)著，無(wú)機(jī)鹽能調(diào)節(jié)人體生命活動(dòng)，O2能參與細(xì)胞的有氧呼吸，CO2 、尿素、尿酸是細(xì)胞代謝產(chǎn)生的廢物。 （2）組織液、淋巴、血漿成分的異同: 與血漿相比，組織液、淋巴液的成分和各成分的含量與血漿相近，但又不完全相同，最主要的差別在于血漿中含有較多的蛋白質(zhì)，而組織液和淋巴液中蛋白質(zhì)含量很少。 （3）細(xì)胞外液的本質(zhì): 總的來(lái)說(shuō)，細(xì)胞外液是一種類似海水的鹽溶液。這在一定程度上反映了生命起源于海洋。 氧氣從外環(huán)境中來(lái)，通過(guò)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)，然后進(jìn)入組織液中被組織細(xì)胞用于有氧呼吸。太空的環(huán)境，無(wú)法為人體細(xì)胞提供氧氣，當(dāng)人類進(jìn)入太空，內(nèi)環(huán)境中的氧氣會(huì)迅速被細(xì)胞消耗掉，所以人類不能太空生存。 【問(wèn)題探討】 2008年9月27日，我國(guó)航天員進(jìn)行首次太空行走，中國(guó)研制的艙外航天服“飛天”第一次在距地球300多公里的茫茫太空“亮相”。艙外航天服類似一個(gè)小飛行器，能提供航天員數(shù)小時(shí)充足的氧氣。 思考：除了為航天員提供充足的氧氣，航天服還能提供哪些保障？ 如果忽略“暗藏”在航天服上的種種“機(jī)關(guān)”，“飛天”很像一件加厚、特大碼的羽絨服。從內(nèi)到外，艙外服分為6層，可耐受正負(fù)100攝氏度以上的溫差變化。作為細(xì)胞直接生活的內(nèi)環(huán)境，不僅要有特定的化學(xué)組成，還要具備適宜細(xì)胞生存的特殊的理化性質(zhì)性質(zhì)，比如適宜的滲透壓、酸堿度、溫度等。 二、內(nèi)環(huán)境的理化性質(zhì) (1)滲透壓 概念:是指溶液中溶質(zhì)微粒對(duì)水的吸引力。 溶液滲透壓的大小取決于單位體積溶液中溶質(zhì)微粒數(shù)目的多少。溶質(zhì)微粒越多，溶液濃度越高，對(duì)水的吸引力就越大，滲透壓就越高。更多的水分子就會(huì)被吸引過(guò)來(lái)。血漿滲透壓的大小主要與無(wú)機(jī)鹽、蛋白質(zhì)的含量有關(guān)。細(xì)胞外液滲透壓90%以上來(lái)源于Na+和Cl-細(xì)胞內(nèi)液滲透壓來(lái)源于K+。在37℃時(shí)，人血漿滲透壓約為770kPa,相當(dāng)于細(xì)胞內(nèi)液的滲透壓。 （2）酸堿度 概念：是指溶液中自由氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)，正常人的血漿近中性，pH為7.35~7.45。 血漿的pH保持穩(wěn)定，與其含有酸堿緩沖物質(zhì)有關(guān)，如HCO3- 、 H2CO3等。人體細(xì)胞外液的溫度一般維持在37℃ 。體溫如果偏高或者偏低，都會(huì)影響細(xì)胞的生命活動(dòng)。 溫度：人體細(xì)胞外液的溫度一般維持在37℃ 。 三、內(nèi)環(huán)境的功能 【思考·討論4】
內(nèi)環(huán)境如何完成與外界環(huán)境的物質(zhì)交換？ 問(wèn)題1. Na+、葡萄糖、氨基酸和O2等物質(zhì)是分別經(jīng)過(guò)哪些途徑進(jìn)入人體的？ 問(wèn)題2. 體內(nèi)細(xì)胞產(chǎn)生的代謝廢物(如尿素和二氧化碳)，是通過(guò)哪些器官排到體外的？ 問(wèn)題3. 請(qǐng)用簡(jiǎn)單的示意圖表示內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的關(guān)系。 總結(jié)：內(nèi)環(huán)境為細(xì)胞構(gòu)建了一張物流網(wǎng)，是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介，內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境的物質(zhì)交換需要各個(gè)系統(tǒng)的參與。細(xì)胞和內(nèi)環(huán)境之間是相互影響，相互作用的。細(xì)胞不僅依賴于內(nèi)環(huán)境，也參與了內(nèi)環(huán)境的形成和維持。內(nèi)環(huán)境讓每一個(gè)細(xì)胞共享，又靠所有細(xì)胞共建。 【課后延伸】 2019年2月，以色列航空工業(yè)公司制造的月球著陸器發(fā)生了故障直接墜毀在月球表面。該著陸器上攜帶了人類DNA樣本以及數(shù)以千計(jì)的水熊蟲(chóng)。著陸器的墜毀也使得這些水熊蟲(chóng)直接暴露在了月球上。 請(qǐng)查閱資料： 1、水熊蟲(chóng)能不能在月球上生存？ 2、水熊蟲(chóng)能適應(yīng)各種極端環(huán)境的原因。 【課堂小結(jié)】
備注：教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)至少含教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程等三個(gè)部分，如有其它內(nèi)容，可自行補(bǔ)充增加。

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